JP2019086200A - 冷房専用空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】コスト抑制を実現する冷房専用空調システムを提供する。【解決手段】空調システム１００は、冷房専用の空調システムであって、室内熱交換器３３を含む複数の室内ユニット３０と、室外熱交換器１２及び逆止弁１３を含み室内ユニット３０に対して並列に接続される複数の室外ユニット１０と、を備えている。室外ユニット１０においては、室外熱交換器１２から流出して室内ユニット３０へ流れる冷媒が流れる高圧液側流路ＲＰ３が形成されている。室外ユニット１０は、高圧液側流路ＲＰ３において、開閉状態を電気的に制御される制御弁を含まない。逆止弁１３は、高圧液側流路ＲＰ３に配置され、室外熱交換器１２の冷媒流れの下流側に位置する。逆止弁１３は、逆止弁１３の一端（室外熱交換器１２側の端部）から他端に向かう冷媒の流れを許容し、逆止弁１３の他端から一端へ向かう冷媒の流れを遮断する。【選択図】図３

Description

本開示は、冷房専用空調システムに関する。

従来、室内ユニットに対して複数の室外ユニットが並列に配置されて構成される冷媒回路において冷凍サイクルを行う空調システムが知られている。このような空調システムでは、室外ユニットにおいて、冷房運転時に凝縮器として機能する熱交換器が配置され、熱交換器の下流側（冷房運転時）の冷媒流路に電動弁（室外膨張弁）が配置されている。係る電動弁は、暖房運転時には冷媒を減圧する膨張弁として機能する。

上述のような空調システムにおいて、室外膨張弁は、冷房運転時には原則として使用されない。よって、冷房運転専用の空調システム（冷房専用空調システム）では、コスト抑制の観点から室外膨張弁を省略することが望ましい。

コスト抑制を実現する冷房専用空調システムを提供する。

冷房専用空調システムは、冷媒回路において冷凍サイクルを行うことで冷房運転を行う冷房専用の空調システムであって、少なくとも一台の室内ユニットと、複数の室外ユニットと、を備える。室内ユニットは、蒸発器を含む。複数の室外ユニットは、室内ユニットに対して並列に接続される。室外ユニットは、凝縮器及び逆止弁を含む。室外ユニットにおいては、第１冷媒流路が形成される。第１冷媒流路においては、凝縮器から流出して室内ユニットへ流れる冷媒が流れる。室外ユニットは、第１冷媒流路において、開閉状態を電気的に制御される制御弁を含まない。逆止弁は、第１冷媒流路に配置される。逆止弁は、凝縮器の冷媒流れの下流側に位置する。逆止弁は、逆止弁の凝縮器側の端部から他端に向かう冷媒の流れを許容する。逆止弁は、逆止弁の他端から凝縮器側の端部へ向かう冷媒の流れを遮断する。

これにより、コスト増大が抑制される。すなわち、室外ユニットは、第１冷媒流路において、開閉状態を電気的に制御される制御弁を含まないことで、コスト増大が抑制される。

冷房専用空調システムでは、好ましくは、室外ユニットは、閉鎖弁をさらに含む。閉鎖弁は、第１冷媒流路において、凝縮器及び他の機器よりも下流側に配置される。閉鎖弁は、手動で開閉が切り換えられる。逆止弁は、第１冷媒流路において閉鎖弁の上流側に配置される。

冷房専用空調システムでは、好ましくは、室外ユニットは、フィルタをさらに含む。フィルタは、第１冷媒流路に配置される。フィルタは、冷媒中の異物を取り除く。逆止弁は、第１冷媒流路において、フィルタの上流側に配置される。

冷房専用空調システムでは、好ましくは、室外ユニットは、過冷却熱交換器をさらに含む。過冷却熱交換器は、第１冷媒流路において、凝縮器の下流側に配置される。過冷却熱交換器は、凝縮器から流出する冷媒を冷却する。逆止弁は、第１冷媒流路において、過冷却熱交換器の上流側に配置される。

冷房専用空調システムでは、好ましくは、室外ユニットは、第１冷媒流路における冷媒の流れ方向を逆転させる流路切換弁を含まない。

冷房専用空調システムでは、好ましくは、室外ユニットは、圧縮機をさらに含む。圧縮機は、冷媒を圧縮する。圧縮機は、運転中、常に凝縮器の冷媒流れの上流側に位置する。

冷房専用空調システムでは、好ましくは、設置状態において室外ユニットが室内ユニットよりも上方に設置される場合、室外ユニットと室内ユニットとの高低差は５０ｍ以内である。この点、室外ユニットと室内ユニットとの高低差が５０ｍよりも大きい場合には、室内ユニットに配置される膨張弁にかかる逆圧によって正常に機能しないおそれが大きい。室外ユニットと室内ユニットとの高低差が５０ｍ以内であることにより、室内ユニットに配置される膨張弁（電動弁）が正常に機能しないという事態が抑制される。よって、信頼性がさらに向上する。

空調システムの概略施工図。 空調システムの概略構成図。 室外ユニットの概略構成図。

以下、本開示の一実施形態に係る空調システム１００（冷房専用空調システム）について説明する。なお、以下の実施形態は、具体例であって、技術的範囲を限定するものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本開示において、「運転停止状態」には、運転停止を指示するコマンドを入力されて運転を停止している状態、電源が遮断されたことにより運転を停止している状態、運転開始を指示するコマンドを入力されずに運転を行っていない状態、及びサーモオフ等により一時的に運転を休止している状態が含まれる。

（１）空調システムの概要
図１は、空調システム１００の概略施工図である。図２は、空調システム１００の概略構成図である。空調システム１００は、ビルや工場等に設置されて対象空間ＳＰの空気調和を実現する。本実施形態において、空調システム１００は、図１に示すように、複数階（ここでは２階）を有する建物Ｂ１内における部屋（対象空間ＳＰ）の空調を行う。なお、空調システム１００を適用される建物Ｂ１の階数や部屋数等は、適宜変更が可能である。空調システム１００は、冷媒回路ＲＣにおいて冷凍サイクルを行うことにより、対象空間ＳＰの冷房を行う。

空調システム１００は、主として、複数（ここでは３台以上）の室外ユニット１０と、複数（ここでは４台以上）の室内ユニット３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ・・・）と、室外ユニット１０と室内ユニット３０とを接続する液側連絡配管ＬＬ及びガス側連絡配管ＧＬと、を有している。

空調システム１００では、室外ユニット１０と各室内ユニット３０とが液側連絡配管ＬＬ及びガス側連絡配管ＧＬで接続されることで、冷媒回路ＲＣが構成されている。空調システム１００では、冷媒回路ＲＣ内に封入された冷媒が、圧縮され、冷却又は凝縮され、減圧され、加熱又は蒸発された後に、再び圧縮される、という蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。冷媒回路ＲＣに充填される冷媒は、特に限定されないが、例えばＲ３２が採用される。

空調システム１００は、冷房運転を行う冷房運転専用空調システムであり、運転中、冷媒回路ＲＣ内を冷媒が一定方向に流れる。すなわち、空調システム１００は、冷媒回路ＲＣを冷媒が冷房運転時とは逆に流れる運転（例えば暖房運転）を行うようには構成されていない。

各室外ユニット１０は、状況（例えば各室内ユニット３０から要求される熱負荷の状態）に応じて、個別に運転状態を切り換えられる。すなわち、空調システム１００では、運転状態にある室外ユニット１０（運転室外ユニット）と、運転停止状態にある室外ユニット１０（停止室外ユニット）とが混在しうる。

また、各室内ユニット３０は、状況に応じて、個別に運転状態を切り換えられる。すなわち、空調システム１００では、運転状態にある室内ユニット３０（運転室内ユニット）と、運転停止状態にある室外ユニット１０（停止室内ユニット）とが混在しうる。

なお、ここでの熱負荷は、運転室内ユニットで処理を要求される熱負荷であり、例えば、運転室内ユニットにおいて設定される設定温度、運転室内ユニットが設置される対象空間ＳＰ内の温度、冷媒循環量、室内ファン３５の回転数、圧縮機１１の回転数、室外熱交換器１２の容量、及び室内熱交換器３３の容量等のいずれか／全てに基づき、導出される。

（１−１）室外ユニット
図３は、室外ユニット１０の概略構成図である。室外ユニット１０は、例えば建物Ｂ１の屋上やベランダ等の屋外、又は地下等の室外（対象空間ＳＰ外）に設置される。室外ユニット１０は、液側連絡配管ＬＬ及びガス側連絡配管ＧＬを介して複数の室内ユニット３０と接続されており、冷媒回路ＲＣの一部（室外側主回路ＲＣ１、室外側バイパス回路ＲＣ２）を構成している。本実施形態においては、複数の室外ユニット１０が、室内ユニット３０に対して、並列に接続されている。

室外ユニット１０は、室外側主回路ＲＣ１を構成する機器として、主として、複数の冷媒配管（第１配管Ｐ１−第６配管Ｐ６）と、圧縮機１１と、室外熱交換器１２と、逆止弁１３と、過冷却熱交換器１４と、冷媒フィルタ１５と、ガス側閉鎖弁１７と、液側閉鎖弁１８と、を有している。

第１配管Ｐ１は、ガス側閉鎖弁１７と、圧縮機１１の吸入ポートと、を接続する。第２配管Ｐ２は、圧縮機１１の吐出ポートと、室外熱交換器１２のガス側出入口と、を接続する。第３配管Ｐ３は、室外熱交換器１２の液側出入口と、逆止弁１３の一端と、を接続する。第４配管Ｐ４は、逆止弁１３の他端と、過冷却熱交換器１４のメイン流路１４１の一端と、を接続する。第５配管Ｐ５は、過冷却熱交換器１４のメイン流路１４１の他端と、冷媒フィルタ１５の一端と、を接続する。第６配管Ｐ６は、冷媒フィルタ１５の他端と、液側閉鎖弁１８の一端と、を接続する。なお、これらの冷媒配管（Ｐ１―Ｐ６）は、実際には、単一の配管で構成されてもよいし、継手等を介して複数の配管が接続されることで構成されてもよい。

圧縮機１１は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を高圧になるまで圧縮する機器である。本実施形態では、圧縮機１１は、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素が圧縮機モータ（図示省略）によって回転駆動される密閉式構造を有している。また、ここでは、圧縮機モータは、インバータにより運転周波数の制御が可能であり、これにより、圧縮機１１の容量制御が可能になっている。

室外熱交換器１２は、凝縮器（又は放熱器）として機能する熱交換器である。室外熱交換器１２は、複数の伝熱管と、伝熱フィンと、を含む（図示省略）。室外熱交換器１２は、伝熱管内の冷媒と、伝熱管又は伝熱フィンの周囲を通過する空気（後述の室外空気流）と、の間で熱交換が行われるように構成されている。

逆止弁１３は、一端側からの冷媒の流れを許容し、他端側からの冷媒の流れを遮断する。本実施形態において、逆止弁１３は、室外熱交換器１２の冷媒流れの下流側に配置されている。逆止弁１３は、液側閉鎖弁１８の冷媒流れの上流側に配置されている。逆止弁１３は、冷媒フィルタ１５の冷媒流れの上流側に配置されている。逆止弁１３は、過冷却熱交換器１４（メイン流路１４１）の冷媒流れの上流側に配置されている。逆止弁１３は、一端（ここでは室外熱交換器１２側の端部）に流入する冷媒の流れを許容し、他端（ここでは液側閉鎖弁１８側の端部）に流入する冷媒の流れを遮断する。本実施形態において、逆止弁１３は、一般的に普及している逆止弁である。逆止弁１３の型式については、逆止弁１３が果たすべき役割に支障が生じない限り、特に限定されない。

過冷却熱交換器１４は、流入する冷媒を過冷却状態の液冷媒とする熱交換器である。過冷却熱交換器１４は、例えば二重管熱交換器であり、過冷却熱交換器１４には室外側主回路ＲＣ１を構成するメイン流路１４１と、室外側バイパス回路ＲＣ２を構成するサブ流路１４２と、が形成されている。過冷却熱交換器１４は、メイン流路１４１及びサブ流路１４２を流れる冷媒が熱交換を行うように構成されている。過冷却熱交換器１４（メイン流路１４１）は、液側閉鎖弁１８の冷媒流れの上流側に配置されている。

冷媒フィルタ１５（「フィルタ」に相当）は、通過する冷媒に含まれる異物を除去するフィルタである。冷媒フィルタ１５は、液側閉鎖弁１８の冷媒流れの上流側に配置されている。また、冷媒フィルタ１５は、過冷却熱交換器１４（メイン流路１４１）の冷媒流れの下流側に配置されている。

ガス側閉鎖弁１７は、第１配管Ｐ１とガス側連絡配管ＧＬとの接続部分に配置された手動弁である。ガス側閉鎖弁１７は、一端が第１配管Ｐ１に接続され他端がガス側連絡配管ＧＬに接続されている。

液側閉鎖弁１８（「閉鎖弁」に相当）は、第６配管Ｐ６と液側連絡配管ＬＬとの接続部分に配置された手動弁である。液側閉鎖弁１８は、一端が第６配管Ｐ６に接続され他端が液側連絡配管ＬＬに接続されている。

室外側主回路ＲＣ１は、複数の冷媒流路を含んでいる。例えば、室外側主回路ＲＣ１は、吸入側流路ＲＰ１、高圧ガス側流路ＲＰ２及び高圧液側流路ＲＰ３（「第１冷媒流路」に相当）を含んでいる。

吸入側流路ＲＰ１は、圧縮機１１の吸入側に位置する冷媒流路である。吸入側流路ＲＰ１は、圧縮機１１に吸入される冷媒が流れる。吸入側流路ＲＰ１は、主として第１配管Ｐ１によって構成される。吸入側流路ＲＰ１は、高圧ガス側流路ＲＰ２及び高圧液側流路ＲＰ３よりも上流側に位置する。

高圧ガス側流路ＲＰ２は、圧縮機１１の吐出側に位置する冷媒流路である。高圧ガス側流路ＲＰ２は、圧縮機１１から吐出された高圧のガス冷媒が流れる。高圧ガス側流路ＲＰ２は、主として、第２配管Ｐ２によって構成される。高圧ガス側流路ＲＰ２は、高圧液側流路ＲＰ３よりも上流側に位置する。

高圧液側流路ＲＰ３は、室外熱交換器１２の下流側に位置する冷媒流路である。高圧液側流路ＲＰ３は、圧縮機１１から吐出された高圧のガス冷媒が流れる。高圧液側流路ＲＰ３は、主として、第３配管Ｐ３、第４配管Ｐ４、第５配管Ｐ５及び第６配管Ｐ６によって構成される。高圧液側流路ＲＰ３は、吸入側流路ＲＰ１及び高圧ガス側流路ＲＰ２よりも下流側に位置する。高圧液側流路ＲＰ３上には、上流から下流に向かって、逆止弁１３、過冷却熱交換器１４（メイン流路１４１）、冷媒フィルタ１５、液側閉鎖弁１８が順に配置されている。

また、室外ユニット１０は、室外側バイパス回路ＲＣ２を構成する機器として、主として、複数の冷媒配管（第７配管Ｐ７−第９配管Ｐ９）と、室外制御弁１６と、過冷却熱交換器１４と、を有している。

第７配管Ｐ７は、第４配管Ｐ４の両端間に位置する部分（分岐部分ＢＰ、図３の一点鎖線を参照）と、室外制御弁１６の一端と、を接続する。第８配管Ｐ８は、室外制御弁１６の他端と、過冷却熱交換器１４のサブ流路１４２の一端と、を接続する。第９配管Ｐ９は、過冷却熱交換器１４のサブ流路１４２の他端と、第１配管Ｐ１の両端間の部分（合流部分ＪＰ、図３の一点鎖線を参照）と、を接続する。なお、これらの冷媒配管（Ｐ７―Ｐ９）は、実際には、単一の配管で構成されてもよいし、継手等を介して複数の配管が接続されることで構成されてもよい。

室外制御弁１６は、開度制御が可能な電動弁であり、開度に応じて流入する冷媒を減圧する又は流量調節する。

また、室外ユニット１０は、室外熱交換器１２を通過する室外空気流を生成する室外ファン１９を有している。室外ファン１９は、室外熱交換器１２を流れる冷媒の冷却源としての室外空気流を室外熱交換器１２に供給する送風機である。室外ファン１９は、駆動源である室外ファンモータ（図示省略）を含み、状況に応じて発停及び回転数を適宜制御される。

また、室外ユニット１０は、室外ユニット制御部２８に含まれる高発熱部品２１を冷却するためのヒートシンク２０を有している。ヒートシンク２０は、熱伝達率の大きい金属製の部材である。ヒートシンク２０は、室外側主回路ＲＣ１を構成する冷媒配管（ここでは第４配管Ｐ４）に当接する態様で設置されている。ヒートシンク２０は、第４配管Ｐ４と高発熱部品２１との間に介在して、両者を熱的に接続している。ヒートシンク２０は、冷媒回路ＲＣ上は、逆止弁１３と過冷却熱交換器１４の間（すなわち、逆止弁１３よりも冷媒流れの下流側）に配置されている。

また、室外ユニット１０には、冷媒回路ＲＣ内の冷媒の状態（主に圧力又は温度）を検出するための各種センサが配置されている。例えば室外ユニット１０には、圧縮機１１の吐出側における冷媒の状態（冷媒の圧力又は温度）を検出する吐出冷媒センサ（図示省略）が配置されている。

また、室外ユニット１０は、室外ユニット１０に含まれる各機器の動作・状態を制御する室外ユニット制御部２８を有している。室外ユニット制御部２８は、ＣＰＵやメモリ等を有するマイクロコンピュータ、及び各種電気部品を含んでいる。室外ユニット制御部２８に含まれる電気部品には、通電時における発熱量が大きい高発熱部品２１が含まれる。室外ユニット制御部２８は、室外ユニット１０に含まれる各機器（11、16、19等）と電気的に接続されており、互いに信号の入出力を行う。また、室外ユニット制御部２８は、他の室外ユニット制御部２８や各室内ユニット３０の室内ユニット制御部３８と、通信線を介して、個別に制御信号等の送受信を行う。

（１−２）室内ユニット
各室内ユニット３０は、液側連絡配管ＬＬ及びガス側連絡配管ＧＬを介して室外ユニット１０と接続されている。各室内ユニット３０は、室外ユニット１０に対して、他の室内ユニット３０と並列又は直列に配置される（本実施形態では並列に配置されている）。図１においては、室内ユニット３０ａ及び３０ｂが対象空間ＳＰ１（より詳細には対象空間ＳＰ１の天井裏空間ＳＰａ）に設置され、室内ユニット３０ｃ及び３０ｄが対象空間ＳＰ１よりも下階に位置する対象空間ＳＰ２（より詳細には対象空間ＳＰ１の天井裏空間ＳＰａ）に設置されている。このため、本実施形態において室内ユニット３０ｃ及び３０ｄの設置高さは、室内ユニット３０ａ及び３０ｂの設置高さよりも低い。また、本実施形態において、室外ユニット１０は、対象空間ＳＰ１及びＳＰ２よりも上方に位置する屋上階に設置されており、これに関連して各室内ユニット３０の設置高さは室外ユニット１０の設置高さよりも低い。

各室内ユニット３０は、冷媒回路ＲＣの一部を構成している。各室内ユニット３０は、主として、室内膨張弁３１と、室内熱交換器３３と、を有している。

室内膨張弁３１は、開度制御が可能な電動弁であり、開度に応じて流入する冷媒を減圧する又は流量調節する。室内膨張弁３１は、液側連絡配管ＬＬと室内熱交換器３３との間に位置している。室内膨張弁３１は、一端側が液側連絡配管ＬＬに連通しており、他端側が室内熱交換器３３の液側出入口に連通している。室内膨張弁３１は、運転時には、液側連絡配管ＬＬから室内熱交換器３３に流入する冷媒を減圧する。室内膨張弁３１は、室内ユニット３０が運転停止状態にある場合は閉状態に制御される。

室内熱交換器３３は、蒸発器として機能する熱交換器である。室内熱交換器３３は、複数の伝熱管と、伝熱フィンと、を含む（図示省略）。室内熱交換器３３は、伝熱管内の冷媒と、伝熱管又は伝熱フィンの周囲を通過する空気（後述の室内空気流）と、の間で熱交換が行われるように構成されている。

また、室内ユニット３０は、対象空間ＳＰ内の空気を吸入し、室内熱交換器３３を通過させ冷媒と熱交換させた後に、対象空間ＳＰに再び送るための室内ファン３５を有している。室内ファン３５は、駆動源である室内ファンモータ（図示省略）を含む。室内ファン３５は、駆動時に、室内熱交換器３３を流れる冷媒の加熱源としての室内空気流を生成する。

また、室内ユニット３０は、室内ユニット３０に含まれる各機器の動作・状態を制御する室内ユニット制御部３８を有している。室内ユニット制御部３８は、ＣＰＵやメモリ等を含むマイクロコンピュータを有している。室内ユニット制御部３８は、室内ユニット３０に含まれる機器（３１、３５等）と電気的に接続されており、互いに信号の入出力を行う。また、室内ユニット制御部３８は、室外ユニット制御部２８やリモコン（図示省略）と通信線を介して接続されており、制御信号等の送受信を行う。

（１−３）ガス側連絡配管ＧＬ、液側連絡配管ＬＬ
ガス側連絡配管ＧＬ及び液側連絡配管ＬＬは、室外ユニット１０及び各室内ユニット３０を接続する冷媒連絡配管であり、現地にて施工される。液側連絡配管ＬＬ及びガス側連絡配管ＧＬの配管長や配管径については、設計仕様や設置環境に応じて適宜選定される。

ガス側連絡配管ＧＬは、複数の連絡配管（複数の第１ガス側連絡配管ＧＬ１、第２ガス側連絡配管ＧＬ２及び複数の第３ガス側連絡配管ＧＬ３等）を含んでいる。なお、ガス側連絡配管ＧＬに含まれる各連絡配管（ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３）は、実際には、単一の配管で構成されてもよいし、継手等を介して複数の配管が接続されることで構成されてもよい。

各第１ガス側連絡配管ＧＬ１は、第２ガス側連絡配管ＧＬ２に対して、他の第１ガス側連絡配管ＧＬ１と並列に配置される。第１ガス側連絡配管ＧＬ１は、一端が、対応する室外ユニット１０のガス側閉鎖弁１７に接続される。第１ガス側連絡配管ＧＬ１は、他端が、第２ガス側連絡配管ＧＬ２に個別に接続される。

第２ガス側連絡配管ＧＬ２は、各第１ガス側連絡配管ＧＬ１と、各第３ガス側連絡配管ＧＬ３と、を連通させる。

第３ガス側連絡配管ＧＬ３は、第２ガス側連絡配管ＧＬ２に対して、他の第３ガス側連絡配管ＧＬ３と並列に配置される。第３ガス側連絡配管ＧＬ３は、一端が、第２ガス側連絡配管ＧＬ２に個別に接続される。第１ガス側連絡配管ＧＬ１は、他端が、対応する室内ユニット３０のガス側ポートに接続される。

液側連絡配管ＬＬは、複数の連絡配管（複数の第１液側連絡配管ＬＬ１、第２液側連絡配管ＬＬ２及び複数の第３液側連絡配管ＬＬ３等）を含んでいる。なお、液側連絡配管ＬＬに含まれる各連絡配管（ＬＬ１、ＬＬ２、ＬＬ３）は、実際には、単一の配管で構成されてもよいし、継手等を介して複数の配管が接続されることで構成されてもよい。

各第１液側連絡配管ＬＬ１は、第２液側連絡配管ＬＬ２に対して、他の第１液側連絡配管ＬＬ１と並列に配置される。第１液側連絡配管ＬＬ１は、一端が、対応する室外ユニット１０の液側閉鎖弁１８に接続される。第１液側連絡配管ＬＬ１は、他端が、第２液側連絡配管ＬＬ２に個別に接続される。

第２液側連絡配管ＬＬ２は、各第１液側連絡配管ＬＬ１と、各第３液側連絡配管ＬＬ３と、を連通させる。

第３液側連絡配管ＬＬ３は、第２液側連絡配管ＬＬ２に対して、他の第３液側連絡配管ＬＬ３と並列に配置される。第３液側連絡配管ＬＬ３は、一端が、第２液側連絡配管ＬＬ２に個別に接続される。第１液側連絡配管ＬＬ１は、他端が、対応する室内ユニット３０の液側ポートに接続される。

（２）冷媒回路における冷媒の流れ
以下、運転時における冷媒回路ＲＣにおける冷媒の流れについて説明する。ここでの冷凍サイクルにおける低圧は、圧縮機１１の吸入される冷媒の圧力であり、冷凍サイクルにおける高圧は、圧縮機１１から吐出される冷媒の圧力である。

運転時には、冷媒回路ＲＣに充填された冷媒が、主として、運転中の室外ユニット１０（運転室外ユニット）の室外側主回路ＲＣ１（圧縮機１１、室外熱交換器１２、逆止弁１３、ヒートシンク２０、過冷却熱交換器１４のメイン流路１４１、冷媒フィルタ１５）、液側連絡配管ＬＬ、運転中の室内ユニット３０（運転室内ユニット）の室内膨張弁３１及び室内熱交換器３３、ガス側連絡配管ＧＬ、運転室外ユニットの室外側主回路ＲＣ１の順に循環する。また、運転室外ユニットにおいては、室外側主回路ＲＣ１（第４配管Ｐ４）を流れる冷媒の一部が、分岐部分ＢＰから室外側バイパス回路ＲＣ２（第７配管Ｐ７）へ分岐して、室外制御弁１６及び過冷却熱交換器１４（サブ流路１４２）を通過した後に、合流部分ＪＰにおいて室外側主回路ＲＣ１（圧縮機１１の吸入側）に戻される。

具体的に、運転が開始されると、室外側主回路ＲＣ１内において、冷媒が圧縮機１１に吸入されて冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機１１では、運転室内ユニットで要求される熱負荷に応じた容量制御が行われる。具体的には、吸入圧力の目標値が室内ユニット３０で要求される熱負荷に応じて設定され、吸入圧力が目標値になるように圧縮機１１の運転周波数が制御される。圧縮機１１から吐出されたガス冷媒は、高圧ガス側流路ＲＰ２を通過して室外熱交換器１２のガス側出入口に流入する。

室外熱交換器１２に流入したガス冷媒は、室外熱交換器１２において、室外ファン１９によって送られる室外空気流と熱交換を行って放熱して凝縮する。室外熱交換器１２の液側出入口から流出した冷媒は、高圧液側流路ＲＰ３に流入する。高圧液側流路ＲＰ３を流れる冷媒は、逆止弁１３を通過してから、ヒートシンク２０において高発熱部品２１と熱交換を行った後、分岐部分ＢＰにおいて分岐する。

分岐部分ＢＰにおいて分岐した一方の冷媒は、過冷却熱交換器１４のメイン流路１４１に流入する。過冷却熱交換器１４のメイン流路１４１に流入した冷媒は、サブ流路１４２を流れる冷媒と熱交換を行って冷却されさらに過冷却度のついた状態となる。過冷却熱交換器１４のメイン流路１４１から流出した液冷媒は、冷媒フィルタ１５を通過した後、液側閉鎖弁１８を通過して室外側主回路ＲＣ１から流出する。

分岐部分ＢＰにおいて分岐した他方の冷媒は、室外側バイパス回路ＲＣ２に流入し、室外制御弁１６の開度に応じて減圧又は流量調整された後、過冷却熱交換器１４のサブ流路１４２に流入する。過冷却熱交換器１４のサブ流路１４２に流入した冷媒は、メイン流路１４１を流れる冷媒と熱交換を行った後、第９配管Ｐ９を経て、室外側主回路ＲＣ１の圧縮機１１の吸入側（吸入側流路ＲＰ１）を流れる冷媒に合流する。

室外側主回路ＲＣ１から流出した冷媒は、液側連絡配管ＬＬを流れて、いずれかの運転室内ユニットに流入する。運転室内ユニットに流入した冷媒は、室内膨張弁３１に流入し、室内膨張弁３１の開度に応じて冷凍サイクルにおける低圧になるまで減圧され、その後、室内熱交換器３３に流入する。室内熱交換器３３に流入した冷媒は、室内ファン３５によって送られる室内空気流と熱交換を行って蒸発し、過熱度のついたガス冷媒になる。室内熱交換器３３から流出したガス冷媒は、運転室内ユニットから流出する。

運転室内ユニットから流出した冷媒は、ガス側連絡配管ＧＬを流れて、運転室外ユニットの室外側主回路ＲＣ１に流入する。室外側主回路ＲＣ１に流入した冷媒は、吸入側流路ＲＰ１を流れ、再び圧縮機１１に吸入される。

（３）室外ユニット及び室内ユニットの設置高さについて
本実施形態においては、室外ユニット１０は、図１に示されるように建物Ｂ１の屋上に設置されている。各室外ユニット１０の設置高さは、各室内ユニット３０の設置高さよりも高い。このように、設置状態において、室外ユニット１０の設置高さが室内ユニット３０の設置高さよりも高い場合、信頼性の観点から、室外ユニット１０と室内ユニット３０の高低差が所定の基準値ＳＶ以内となるように、室外ユニット１０及び室内ユニット３０は設置される。

すなわち、室外ユニット１０の設置高さが室内ユニット３０の設置高さよりも高い場合において、室外ユニット１０と室内ユニット３０の高低差が大きくなり過ぎると、室内ユニット３０の室内膨張弁３１が逆圧によって正常に動作せず、信頼性が低下することが懸念される。空調システム１００では、係る事態を避けるために、室外ユニット１０と各室内ユニット３０の高低差が所定の基準値ＳＶ以内となるように各ユニットの設置が行われる。なお、係る設置態様は、据付説明書等に記載されることで、現地で施工を行うサービスマンに指示がなされる。図１では、各室外ユニット１０と、最も設置高さが低い室内ユニット３０ｂや３０ｃと、の高低差Ｈ１が所定の基準値ＳＶ以内である様子が示されている。

ここで、基準値ＳＶは、各室内ユニット３０の室内膨張弁３１が正常に動作可能な値として、設計仕様や設置環境に応じて適宜設定される。本実施形態において、基準値ＳＶは、５０（ｍ）に設定されている。

（４）室外ユニットへの逆流防止について
空調システム１００では、複数の室外ユニット１０が、室内ユニット３０に対して並列に配置されている。これに関連して、各室外ユニット１０においては、高圧液側流路ＲＰ３において逆止弁１３が配置されている。これにより、冷媒の逆流が抑制され信頼性低下が抑制されている。

例えば、空調システムでは、状況によっては、運転室外ユニットと運転室内ユニットとが混在する。係る場合においては、運転室外ユニットから運転室内ユニットに送られた冷媒が液側連絡配管ＬＬ（ＬＬ２、ＬＬ１）を介して、停止室外ユニットの高圧液側流路ＲＰ３に逆流することが想定される。係る逆流が生じると、逆流した冷媒が停止室外ユニットにおいて滞留して、運転室外ユニット又は運転室内ユニットにおいて冷媒循環量が正常に確保されず想定される能力が出ないことも考えられる。

空調システム１００では、係る事態となることを避けるべく、高圧液側流路ＲＰ３において逆止弁１３が配置されることで冷媒の逆流が抑制され信頼性低下が抑制されている。

（５）特徴
（５−１）
従来、室内ユニットに対して複数の室外ユニットが並列に配置されて構成される冷媒回路において冷凍サイクルを行う空調システムが知られている。このような空調システムでは、室外ユニットにおいて、冷房運転時に凝縮器として機能する熱交換器が配置され、熱交換器の下流側（冷房運転時）の冷媒流路に電動弁（室外膨張弁）が配置されている。係る電動弁は、暖房運転時には冷媒を減圧する膨張弁として機能する。

上述のような空調システムにおいて、室外膨張弁は、冷房運転時には原則として使用されない。よって、冷房運転専用の空調システム（冷房専用空調システム）では、コスト抑制の観点から室外膨張弁を省略することが望ましい。

空調システム１００では、室外ユニット１０において、室外熱交換器１２から流出して室内ユニット３０へ流れる冷媒が流れる高圧液側流路ＲＰ３が形成されており、室外ユニット１０は、高圧液側流路ＲＰ３において、開閉状態を電気的に制御される制御弁を含まない。逆止弁１３は、高圧液側流路ＲＰ３に配置され、室外熱交換器１２の冷媒流れの下流側に位置しており、逆止弁１３の室外熱交換器１２側の端部から他端に向かう冷媒の流れを許容し、逆止弁１３の他端から室外熱交換器１２側の端部へ向かう冷媒の流れを遮断する。

これにより、コスト増大が抑制されている。すなわち、室外ユニット１０は、高圧液側流路ＲＰ３において、開閉状態を電気的に制御される制御弁を含まないことで、コスト増大が抑制されている。

また、逆止弁１３が高圧液側流路ＲＰ３に配置されていることによって、室内ユニット３０へ送られた冷媒が室外ユニット１０の室外側主回路ＲＣ１（高圧液側流路ＲＰ３）へ逆流することが抑制されている。例えば、室外ユニット１０が運転停止状態にある場合において他の室外ユニット１０が運転状態にある時に、運転室外ユニットから運転室内ユニットに送られた冷媒が液側連絡配管ＬＬ（ＬＬ２、ＬＬ１）を介して、運転停止状態にある室外ユニット１０の高圧液側流路ＲＰ３に逆流することが抑制されている。すなわち、制御弁（電磁弁や電動弁）を用いることなく、室外ユニット１０への冷媒の逆流が抑制されている。また、逆止弁は、制御弁のような電気的制御を要しないという点においても、信頼性に優れている。よって、コスト増大が抑制されつつ信頼性低下を抑制されている。

（５−２）
上記実施形態に係る空調システム１００では、室外ユニット１０は、高圧液側流路ＲＰ３において、室外熱交換器１２及び他の機器よりも下流側に、手動で開閉が切り換えられる液側閉鎖弁１８を含んでおり、逆止弁１３は、高圧液側流路ＲＰ３において液側閉鎖弁１８の上流側に配置されている。

（５−３）
上記実施形態に係る空調システム１００では、室外ユニット１０は、高圧液側流路ＲＰ３に、冷媒中の異物を取り除く冷媒フィルタ１５を含んでおり、逆止弁１３は、高圧液側流路ＲＰ３において冷媒フィルタ１５の上流側に配置されている。

（５−４）
上記実施形態に係る空調システム１００では、室外ユニット１０は、高圧液側流路ＲＰ３において室外熱交換器１２の下流側に、室外熱交換器１２から流出する冷媒を冷却する過冷却熱交換器１４を含んでおり、逆止弁１３は、高圧液側流路ＲＰ３において過冷却熱交換器１４の上流側に配置されている。

（５−５）
上記実施形態に係る空調システム１００では、冷房運転専用の空調システムであり、室外ユニット１０は、高圧液側流路ＲＰ３（第１冷媒流路）における冷媒の流れ方向を逆転させる流路切換弁（例えば四路切換弁、三方弁、電磁弁又は電動弁）を含んでいない。

（５−６）
上記実施形態に係る空調システム１００は、冷房運転専用の空調システムであり、圧縮機１１は、運転中、常に室外熱交換器１２の冷媒流れの上流側に位置している。

（５−７）
上記実施形態に係る空調システム１００（冷房専用空調システム）では、設置状態において室外ユニット１０が室内ユニット３０よりも上方に設置される場合、室外ユニット１０と室内ユニット３０との高低差は５０ｍ以内である。すなわち、室外ユニット１０と室内ユニット３０との高低差が５０ｍよりも大きい場合には、室内ユニット３０に配置される膨張弁にかかる逆圧によって正常に機能しないおそれが大きいところ、空調システム１００では、室外ユニット１０と室内ユニット３０との高低差は５０ｍ以内であることにより、室内ユニット３０に配置される室内膨張弁３１（電動弁）が正常に機能しないという事態が抑制されている。よって、信頼性が向上している。

（６）変形例
上記実施形態は、以下の変形例に示すように適宜変形が可能である。なお、各変形例は、矛盾が生じない範囲で他の変形例と組み合わせて適用されてもよい。

（６−１）変形例１
上記実施形態における空調システム１００では、複数（３台以上）の室外ユニット１０に対して複数（４台以上）の室内ユニット３０が連絡配管（ＧＬ、ＬＬ）で直列又は並列に接続されていた。この点、室外ユニット１０及び／又は室内ユニット３０の台数及びその接続態様については、設置環境や設計仕様に応じて適宜変更が可能である。例えば、空調システム１００に含まれる室内ユニット３０の台数は、３台以下（１台を含む）であってもよい。すなわち、空調システム１００は、少なくとも１台の室内ユニット３０を含んでいればよい。また、例えば、空調システム１００に含まれる室外ユニット１０の台数は、２台でもよい。すなわち、空調システム１００は、少なくとも２台の室外ユニット１０を含んでいればよい。

（６−２）変形例２
上記実施形態において逆止弁１３は、高圧液側流路ＲＰ３において、室外熱交換器１２の下流側であって、液側閉鎖弁１８、冷媒フィルタ１５、過冷却熱交換器１４（メイン流路１４１）、分岐部分ＢＰ及びヒートシンク２０の上流側に配置されていた。しかし、逆止弁１３の配置位置は、支障が生じない限り設計仕様や設置環境に応じて適宜変更されてもよい。

例えば、逆止弁１３は、ヒートシンク２０の冷媒流れの下流側に配置されてもよい。また例えば、逆止弁１３は、分岐部分ＢＰの冷媒流れの下流側に配置されてもよい。また例えば、逆止弁１３は、過冷却熱交換器１４（メイン流路１４１）の冷媒流れの下流側に配置されてもよい。また例えば、逆止弁１３は、冷媒フィルタ１５の冷媒流れの下流側に配置されてもよい。

係る場合においても、上記実施形態と同様の作用効果が実現される。また、特に、逆止弁１３の配置位置が、より液側閉鎖弁１８に近づくほど（すなわち、より下流側に移動するほど）、室内ユニット３０へ送られた冷媒が室外側主回路ＲＣ１（高圧液側流路ＲＰ３）に逆流することを抑制する、という効果についてより期待できる。

（６−３）変形例３
上記実施形態における冷媒回路ＲＣの構成態様は、必ずしも図１―図３に示す態様に限定されず、設計仕様や設置環境に応じて適宜変更が可能である。例えば、冷媒回路ＲＣにおいては、図２や図３に示されない機器や冷媒流路が新たに追加されてもよい。また、例えば、冷媒回路ＲＣにおいては、支障が生じない限り、機器の位置が変更されてもよい。

また、例えば、冷媒回路ＲＣにおいては、支障が生じない限り、所定の機器や冷媒流路が適宜省略されてもよい。一例としては、過冷却熱交換器１４や室外制御弁１６については、支障が生じない場合には適宜省略されてもよい。また、他の例としては、室外側バイパス回路ＲＣ２については、必ずしも必要ではなく、適宜省略が可能である。また、他の例としては、冷媒フィルタ１５についても、支障が生じない場合には、適宜省略されてもよい。

（６−４）変形例４
上記実施形態では、冷媒回路ＲＣにおいて、冷媒の流れを逆転させるための各種切換弁（例えば四方弁や、三方弁、並列に配置された複数の電磁弁又は電動弁）が配置されておらず、冷媒の流れは一定であった。これに関連して、空調システム１００は冷房専用の空調システムとして構成されていた。

しかし、空調システム１００は、冷房専用の空調システムとして構成されるうえで、必ずしも切換弁を有することを排除されない。すなわち、空調システム１００は、冷房専用の空調システムとして構成される限り、冷媒回路に各種切換弁を有していてもよい。

（６−５）変形例５
上記実施形態では、設置状態において室外ユニット１０が室内ユニット３０よりも上方に設置される場合、室外ユニット１０と室内ユニット３０との高低差が基準値ＳＶ以内となるように各ユニットが設置され、基準値ＳＶは５０（ｍ）に設定されていた。

ここで、基準値ＳＶは、各室内ユニット３０の室内膨張弁３１が正常に動作可能な値として設計仕様や設置環境に応じて適宜設定される限り、必ずしも５０（ｍ）に限定されない。基準値ＳＶは、例えば、３０（ｍ）に設定されてもよい。

（６−６）変形例６
上記実施形態では、冷媒回路ＲＣを循環する冷媒としてＲ３２が用いられていた。しかし、冷媒回路ＲＣで用いられる冷媒は、特に限定されず他の冷媒であってもよい。例えば、冷媒回路ＲＣでは、Ｒ４０７ＣやＲ４１０Ａ等のＨＦＣ系冷媒が用いられてもよい。

（６−７）変形例７
上記実施形態において本開示に係る思想は、空調システム１００に適用されていた。しかし、これに限定されず、本開示に係る思想は、冷媒回路を有する他の冷凍装置（例えばチラー等）にも適用可能である。

（７）
以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

本開示は、冷房専用空調システムに利用可能である。

１０ ：室外ユニット
１１ ：圧縮機
１２ ：室外熱交換器（凝縮器）
１３ ：逆止弁
１４ ：過冷却熱交換器
１５ ：冷媒フィルタ（フィルタ）
１６ ：室外制御弁
１７ ：ガス側閉鎖弁
１８ ：液側閉鎖弁（閉鎖弁）
１９ ：室外ファン
２０ ：ヒートシンク
２１ ：高発熱部品
２８ ：室外ユニット制御部
３０ ：室内ユニット
３１ ：室内膨張弁
３３ ：室内熱交換器（蒸発器）
３５ ：室内ファン
３８ ：室内ユニット制御部
１００ ：空調システム（冷房専用空調システム）
１４１ ：メイン流路
１４２ ：サブ流路
Ｂ１ ：建物
ＢＰ ：分岐部分
ＧＬ ：ガス側連絡配管
ＧＬ１ ：第１ガス側連絡配管
ＧＬ２ ：第２ガス側連絡配管
ＧＬ３ ：第３ガス側連絡配管
ＪＰ ：合流部分
Ｌ１ ：第１液側連絡配管
Ｌ２ ：第２液側連絡配管
Ｌ３ ：第３液側連絡配管
ＬＬ ：液側連絡配管
ＬＬ１ ：第１液側連絡配管
ＬＬ２ ：第２液側連絡配管
ＬＬ３ ：第３液側連絡配管
Ｐ１―Ｐ９：第１配管―第９配管
ＲＣ ：冷媒回路
ＲＣ１ ：室外側主回路
ＲＰ１ ：吸入側流路
ＲＰ２ ：高圧ガス側流路
ＲＰ３ ：高圧液側流路（第１冷媒流路）
ＳＰ ：対象空間
ＳＰａ ：天井裏空間

Claims (7)

1. 冷媒回路（ＲＣ）において冷凍サイクルを行うことで冷房運転を行う冷房専用空調システム（１００）であって、
   蒸発器（３３）を含む、少なくとも一台の室内ユニット（３０）と、
   凝縮器（１２）及び逆止弁（１３）を含み、前記室内ユニットに対して並列に接続される複数の室外ユニット（１０）と、
   を備え、
   前記室外ユニットにおいては、前記凝縮器から流出して前記室内ユニットへ流れる冷媒が流れる第１冷媒流路（ＲＰ３）が形成され、
   前記室外ユニットは、前記第１冷媒流路において、開閉状態を電気的に制御される制御弁を含まず、
   前記逆止弁は、前記第１冷媒流路に配置され、前記凝縮器の冷媒流れの下流側に位置し、前記逆止弁の前記凝縮器側の端部から他端に向かう冷媒の流れを許容し前記逆止弁の前記他端から前記凝縮器側の端部へ向かう冷媒の流れを遮断する、
   冷房専用空調システム（１００）。
2. 前記室外ユニットは、前記第１冷媒流路において前記凝縮器及び他の機器（１４、１５）よりも下流側に配置され手動で開閉が切り換えられる閉鎖弁（１８）をさらに含み、
   前記逆止弁は、前記第１冷媒流路において前記閉鎖弁の上流側に配置される、
   請求項１に記載の冷房専用空調システム（１００）。
3. 前記室外ユニットは、前記第１冷媒流路に配置され冷媒中の異物を取り除くフィルタ（１５）をさらに含み、
   前記逆止弁は、前記第１冷媒流路において前記フィルタの上流側に配置される、
   請求項１又は２に記載の冷房専用空調システム（１００）。
4. 前記室外ユニットは、前記第１冷媒流路において前記凝縮器の下流側に配置され前記凝縮器から流出する冷媒を冷却する過冷却熱交換器（１４）をさらに含み、
   前記逆止弁は、前記第１冷媒流路において前記過冷却熱交換器の上流側に配置される、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の冷房専用空調システム（１００）。
5. 前記室外ユニットは、前記第１冷媒流路における冷媒の流れ方向を逆転させる流路切換弁を含まない、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の冷房専用空調システム（１００）。
6. 前記室外ユニットは、冷媒を圧縮する圧縮機（１１）をさらに含み、
   前記圧縮機は、運転中、常に前記凝縮器の冷媒流れの上流側に位置する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の冷房専用空調システム（１００）。
7. 設置状態において前記室外ユニットが前記室内ユニットよりも上方に設置される場合、前記室外ユニットと前記室内ユニットとの高低差は５０ｍ以内である、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の冷房専用空調システム（１００）。

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